เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโตเกียวได้ค้นพบความก้าวหน้าครั้งใหญ่ในการทดลองของพวกเขาโดยประสบความสำเร็จในการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิดใหม่ที่มีความสามารถในการชาร์จและการคายประจุที่เสถียรประมาณ 1,000 รอบโดยไม่ต้องใช้โคบอลต์ . ผลลัพธ์นี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature - การพัฒนาที่ยั่งยืน ฉบับใหม่
โคบอลต์เป็นโลหะหายากที่มีป้ายราคาสูงและมีความไม่แน่นอน เช่น มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงมองหาวิธีลดหรือขจัดความต้องการโคบอลต์ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมานานแล้ว ในปัจจุบัน หนึ่งในวัสดุแคโทดที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือลิเธียมนิกเกิลแมงกาเนต ซึ่งมีคุณลักษณะเด่นคือแรงดันเอาต์พุตสูง ต้นทุนต่ำ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เพื่อเอาชนะข้อบกพร่องของเทคโนโลยีที่มีอยู่ ทีมวิจัยของมหาวิทยาลัยโตเกียวได้พัฒนาอิเล็กโทรไลต์ชนิดใหม่ อิเล็กโทรไลต์นี้สามารถรักษาศักยภาพในการเกิดปฏิกิริยาของทั้งอิเล็กโทรดบวกและลบของแบตเตอรี่ลิเธียม นิกเกิล แมงกาเนต ให้อยู่ในช่วงที่ไม่เกินขีดจำกัดด้านบนของหน้าต่างศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ ในเวลาเดียวกัน ยังสามารถสร้างฟิล์มป้องกันที่แข็งแกร่งจากเกลือลิเธียมบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดลบ เอาชนะปัญหาเช่นการลอกฟิล์มป้องกันออกจากพื้นผิวอิเล็กโทรดและการแตกร้าวของอิเล็กโทรดลบที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงปริมาตรมาก อิเล็กโทรดเชิงลบของซิลิคอนออกไซด์ที่มาพร้อมกับการชาร์จและการคายประจุ
การออกแบบใหม่ของทีมยังประสบความสำเร็จในการระงับปฏิกิริยาข้างเคียงที่เกิดจากอิเล็กโทรไลต์และอิเล็กโทรด ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนปลอดโคบอลต์มีความหนาแน่นของพลังงาน 1.6 เท่าของเดิม ในการทดลอง แบตเตอรี่นี้ประสบความสำเร็จในการทำงานที่มีเสถียรภาพในระดับการปฏิบัติ เช่น การชาร์จและการคายประจุที่เสถียรเป็นเวลาประมาณ 1,{5}} รอบ และบรรลุอัตราส่วนความจุ 80% เมื่อเทียบกับความจุเริ่มต้น ความสำเร็จนี้เป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญสำหรับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโตเกียวที่ประสบความสำเร็จในการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง และสามารถชาร์จและคายประจุได้อย่างเสถียรโดยไม่ต้องใช้โคบอลต์
โซลูชันใหม่นี้ไม่เพียงแต่ขจัดข้อจำกัดของแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเท่านั้น แต่ยังขยายทิศทางของการพัฒนาแบตเตอรี่ในอนาคตอีกด้วย ความก้าวหน้าครั้งสำคัญนี้คาดว่าจะส่งเสริมการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ และสาขาอื่นๆ ลดการพึ่งพาทรัพยากรที่ขาดแคลน และลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ในอนาคต เราตั้งตารอที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิดใหม่นี้จะจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ตั้งแต่เนิ่นๆ
[ที่มา - เครือข่ายที่ไม่ใช่เหล็กของฉางเจียง]
